JPWO2011052485A1 - ディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、塗布不良を低減させることができるディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、２つの主面と４つの端面とからなるフラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板（２０）であって、一の主面を水平に載置した場合において、少なくとも一方の主面の基板端（Ｅ０）から内側に向かう１〜３０ｍｍの基板端部領域（２１）で、高低差が１５μｍ以下であるディスプレイ用ガラス基板を提供する。

Description

本発明は、ディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法に関し、特に、成膜工程を経て製造されるフラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法に関する。

従来から、ステージ上に載置されたガラス基板上にスリットノズルを用いて塗膜を形成する際に、ステージ表面及びガラス基板裏面に付着した異物を特定する異物の検出方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の異物の検出方法においては、スリットノズルにガラス基板表面検知センサーとステージ面検知センサーとを設け、スリットノズル先端とガラス基板表面間のクリアランス量Ｌ_１と、スリットノズル先端とステージ間のクリアランス量Ｌ_２とを測定し、両者のクリアランスの差分（Ｌ_２−Ｌ_１）をとり、このクリアランス量の差分（Ｌ_２−Ｌ_１）と投入されるガラス基板厚とを比較し、ステージ表面及びガラス基板裏面に付着した異物によるガラス基板の歪みの有無を検知することにより、ステージ表面及びガラス基板裏面に付着した異物の特定を行う。

また、かかるガラス基板の異物の検出方法を実施する際、スリットノズルに設けられたステージ面検知センサーは、ガラス基板を通してステージの状態を監視でき、ステージの平面度も監視できるので、スリットノズルとステージの平行度を維持でき、均一な膜形成も可能であるとされている。

日本国特開２００７−３０１４９５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、基板上の異物を検出することはできるが、基板の形状に起因する塗布不良等は検出することはできないという問題があった。例えば、基板の端部の高低差が大きくなっているために、ステージ面検知センサーが正しく機能せず塗布不良が発生した場合には、何らの救済措置も採ることができないという問題があった。また、基板の形状を改善して塗布不良を低減させるような考慮は一切なされていないという問題があった。

そこで、本発明は、塗布不良を低減させることができるディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、２つの主面と４つの端面からなるフラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板であって、一の主面を水平に載置した場合において、少なくとも一方の主面の基板端から内周に向かう１〜３０ｍｍの基板端部領域で、高低差が１５μｍ以下であるディスプレイ用ガラス基板を提供する。

これにより、面取り部分を除いた基板端部の領域で、高低差の少ないディスプレイ用ガラス基板を提供することができ、フラットパネルディスプレイ製造の際、成膜工程を含む種々の工程での加工を容易にすることができる。

第２の発明は、第１の発明に係るディスプレイ用ガラス基板において、前記基板端部領域は、成膜面側の基板端部領域であるディスプレイ用ガラス基板を提供する。

これにより、ディスプレイ用ガラス基板からフラットパネルディスプレイを製造する過程で必要となる成膜工程において、基板端の丸みを帯びた形状の高低差に起因する塗布不良を低減させることができる。

第３の発明は、フラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、溶融ガラスを溶融金属の浴面に連続的に供給し、該浴面を進行するガラスリボンを成形するとともに、該ガラスリボンの横幅方向の中央部の温度よりも、端部の温度を高くして加熱する第１の加熱工程と、前記ガラスリボンを進行方向に進行させるとともに、前記ガラスリボンの端部の温度よりも、中央部の温度を高くして加熱する第２の加熱工程と、冷却した前記ガラスリボンを、前記横幅方向で切断する工程と、を含むディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供する。

これにより、ガラスリボンを、横幅方向において、端部が十分に厚くなる形状に成形することができ、塗布工程を含むディスプレイ用ガラス基板に適した形状に成形することができる。

第４の発明は、第３の発明に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、前記溶融ガラスの粘性が１０^４．５〜１０^６．４ポアズの範囲のときに、前記第１の加熱工程から前記第２の加熱工程に切り替えるディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供する。

これにより、適切なタイミングで加熱パターンを切り換えることができ、確実に端部を厚く成形することができる。

第５の発明は、フラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、溶融ガラスを溶融金属の浴面に連続的に供給し、該浴面を進行するガラスリボンを成形する工程と、前記ガラスリボンの横幅方向の板厚分布を測定する工程と、前記板厚分布に基づいて、板厚の厚くなっている部分が端部となるように、進行方向に沿って前記ガラスリボンを切断する工程と、を有するディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供する。

これにより、板厚分布を考慮して、ディスプレイ用ガラス基板に適した形状にガラスリボンを切断することができる。

第６の発明は、第５の発明に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、前記板厚分布を測定する工程は、前記ガラスリボンが前記浴面を進行している間に、レーザ変位計を用いて行うディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供する。

これにより、ガラスリボン成形プロセス中に板厚分布を入手することができ、測定のための時間のロスを無くしつつ塗布不良を低減させるディスプレイ用ガラス基板を製造することができる。

本発明によれば、塗布不良を低減させることができるディスプレイ用ガラス基板を提供することができる。

実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の形状の一例を示した図である。図１（ａ）は、実施形態１の一例に係るディスプレイ用ガラス基板２０の斜視図である。図１（ｂ）は、実施形態１の一例に係るディスプレイ用ガラス基板２０の側面図である。図１（ｃ）は、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の基板端部領域２１の拡大図である。 従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の成膜工程後の状態を示した図である。図２（ａ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の斜視図である。図２（ｂ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の側面図である。図２（ｃ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の基板端部の部分拡大側面図である。図２（ｄ）は、ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０の部分拡大図である。 ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０の発生要因を説明するための図である。図３（ａ）は、ゲート膜形成のためのレジスト塗布工程の一例を示した図である。図３（ｂ）は、ノズル４０と従来のディスプレイ用ガラス基板２２０との関係を示す断面図である。図３（ｃ）は、ノズル４０を進行方向逆側の正面から見た正面図である。図３（ｄ）は、ノズル４０がディスプレイ用ガラス基板２２０の平坦部に到達した状態を示した正面図である。 実施形態１の実施例に係るディスプレイ用ガラス基板２０ａの基板端部領域２１の断面構成例を示した図である。 実施形態２に係るディスプレイ用ガラス基板２０ｂの基板端部領域２１の断面構成例を示した図である。 本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法に用いるガラス板製造装置１５０の一例を示した側面図である。 ガラス板製造装置１５０のメタルバス８０及びレヤー１３０の平面図である。 本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法の加熱処理の一例を説明するための図である。図８（ａ）は、ヒータ１００の区画例を示した図である。図８（ｂ）は、ガラスリボン１１の厚さ制御の一例を説明するための図である。 本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法を模式的に示した図である。図９（ａ）は、ガラスリボン１１の成形工程を示した図である。図９（ｂ）は、板ガラス１２の切断工程の一例を示した図である。 本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法の一例について説明するための図である。 ガラスリボン１１ａの表面との距離を測定している状態を示した図である。 ガラスリボン１１ａの表面形状の横幅方向の断面構成例を示した図である。 採取する板ガラスのサイズを小さくした場合の切断箇所の一例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の形状の一例を示した図である。図１（ａ）は、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の斜視図の一例であり、図１（ｂ）は、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の側面図の一例である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０は、四角形の平面形状を有する板状のガラス基板である。なお、ディスプレイ用ガラス基板２０の材質は、用途に応じて、適切なガラス材料が選択されてよい。

図１（ｃ）は、図１（ｂ）の実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０の基板端部領域２１を拡大して示した図である。図１（ｃ）において、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０は、基板端Ｅ_０から内側に１ｍｍ入り、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲が、基板端部領域２１となっている。基板端部領域２１は、外側端Ｅ_１と内側端Ｅ_２で挟まれた基板端部の領域であり、外側端Ｅ_１が基板端Ｅ_０から１ｍｍ内側に入った位置にあり、内側端Ｅ_２が基板端Ｅ_０から３０ｍｍ内側に入った位置にある。基板端Ｅ_０には、角を丸め加工した面取り部２２が形成されている。面取り部２２は、一般的に、基板端Ｅ_０から横幅１ｍｍ以内の範囲で形成され、例えば、０．５ｍｍ程度の横幅を有する。そして、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０は、面取り部２２を除いた基板端部領域２１において、基板面の高低差Ｖが１５μｍ以下となっている。このように、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０は、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの内側の範囲内において、基板面の高低差Ｖを１５μｍ以下とした形状を有する。また、図１（ｃ）においては、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２から、外側端Ｅ_１に向かって、基板表面の傾斜が下降するような側面形状となっている。なお、面取り部２２は、高低差が数１００μｍ程度あり、例えば、０．４ｍｍ（＝４００μｍ）の高低差を有する。面取り部２２は、ディスプレイ用ガラス基板２０のエッジの尖った部分を丸め除去した部分であり、加工上必要な部分であるが、成膜工程に必要なレジスト塗布工程においては、レジスト塗布の対象領域とならないので、面取り部２２を含む基板端Ｅ_０から１ｍｍのエッジ部分を除いた領域を基板端部領域２１としている。

一般的に、ディスプレイ用ガラス基板２０は、フラットパネルディスプレイの製造工程において、成膜工程が含まれる場合が多い。例えば、液晶ディスプレイの場合、前面側となるカラーフィルタ用ガラス基板には、ブラックマトリックス及びカラーフィルタの膜が形成される。また、背面側となるＴＦＴ用ガラス基板には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）となるアモルファスシリコン膜が形成される。また、例えば、プラズマディスプレイの場合には、透明電極形成用のＩＴＯ（Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ）膜か、誘電体膜が形成される。このような成膜工程は、ディスプレイ用ガラス基板２０の全面を膜で覆った後、レジストを用いてパターニングが行われ、その後エッチングにより所望のパターン形状を有する膜が形成される場合が多い。このような成膜工程において、図１（ｃ）に示すように、基板端部領域２１の基板面が、内側端Ｅ_２から外側端Ｅ_１に向かって下降する形状をしており、その高低差Ｖが例えば２０μｍ以上の大きさになると、レジストの塗布不良が発生し易いことが知られている。詳細は後述するが、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０のように、基板端部領域２１において、高低差Ｖの少ない形状を有することにより、成膜工程のレジスト塗布工程において、レジスト塗布不良を低減させることができる。

次に、図２を用いて、従来例として、従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の形状の一例について説明する。図２は、従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の成膜工程後の状態を示した図である。

図２（ａ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の斜視図である。図２（ａ）において、ディスプレイ用ガラス基板２２０の表面には、ＴＦＴのゲート膜２３０が形成されているが、ゲート膜２３０の表面には、欠落欠陥２４０が形成されている。ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０は、平面的には、直線状の形状をしている。

図２（ｂ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の側面図であり、図２（ｃ）は、成膜後の従来のディスプレイ用ガラス基板２２０の基板端部を拡大した側面図である。図２（ｃ）において、基板端部領域２１は、基板端Ｅ_０付近の面取り部２２を除いた基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの内側の領域である点は、図１と同様であるが、基板端部領域２１の外側端Ｅ_１と内側端Ｅ_２との高低差Ｖが、２０μｍ以上である点で、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０と異なっている。このように、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの基板端部領域２１で、２０μｍ以上の高低差Ｖがある場合には、図２（ａ）に示すような、ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０が発生し易い。

図２（ｄ）は、ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０の拡大図である。図２（ｄ）において、３〜５ｍｍの幅で、深さｄが２５μｍ以下の溝のような欠落欠陥２４０が発生している。このように、基板端部領域２１において、基板表面の高低差Ｖが２０μｍ以上あると、ゲート膜工程においてゲート膜２３０に欠陥が生じてしまう場合が多い。

図３は、ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０の発生要因を説明するための図である。図３（ａ）は、ゲート膜形成のためのレジスト塗布工程の一例を示した図である。図３（ａ）において、ステージ３０上に、従来のディスプレイ用ガラス基板２２０が載置されている。ディスプレイ用ガラス基板２２０の左側の基板端部には、レジストを塗布するためのノズル４０と、基板表面との距離を測定するためのセンサー５０が設けられている。レジスト塗布工程において、管理項目は、レジストの吐出液量と、ノズル４０と基板表面との距離Ｌである。このうち、ノズル４０と基板表面との距離Ｌは、センサー５０で、基板表面との距離Ｌが測定され、距離Ｌが適切となるようにノズル４０の高さが調整される。そして、ノズル４０が横方向に移動しながらレジストをディスプレイ用ガラス基板２２０に供給し、レジストが基板表面に塗布される。ここで、センサー５０によるノズル４０の高さ調整が行われるのは、基板端部の３０〜５０ｍｍの領域のみである。また、ノズル４０は、スリットノズルであり、横方向全体にレジストを供給できる構成となっている。

図３（ｂ）は、ノズル４０と従来のディスプレイ用ガラス基板２２０との関係を示すノズル進行方向の断面図である。図３（ｂ）において、センサー５０は、ノズル４０よりも進行方向前方に設けられ、ディスプレイ用ガラス基板２２０が平坦に近い位置における高さ距離を測定している。一方、ノズル４０は、基板端Ｅ_０付近の面取り部２２よりも内側に配置されており、このままノズル４０からレジスト６０を供給すると、従来のディスプレイ用ガラス基板の場合、センサー５０が測定した基板表面の位置から２０μｍ以上低い位置に、レジスト６０を供給することになってしまう。このような状態でノズル４０からレジスト６０を供給すると、レジスト６０がディスプレイ用ガラス基板２２０に適切に塗布されずに、欠落欠陥を生じるという現象が発生し易い。

図３（ｃ）は、ノズル４０を進行方向逆側の正面から見た正面図である。図３（ｃ）に示すように、ノズル４０は、供給口の中央部が、両端部よりも高さが高い形状となっており、中央部の方が、両端部よりも基板表面との距離が離れた状態となっている。よって、図３（ｂ）において説明した基板端部における高低差Ｖの影響は、中央部の方が発生し易い。図３（ｃ）において、レジスト６０が、ノズル４０の横方向全体から供給されているが、中央部に欠落部６１が生じている。

図３（ｄ）は、ノズル４０が移動し、ディスプレイ用ガラス基板２２０の平坦部に到達した状態を示した正面図である。図３（ｃ）で示したように、一旦基板端部で欠落部６１が生じてしまうと、ノズル４０が基板の平坦部（中央部）に到達し、ノズル４０と基板表面との距離Ｌが小さくなっても、欠落部６１は残ったままとなってしまう。このような現象のため、レジスト膜に欠落部６１が生じてしまう。

次に、ゲート膜２３０の欠落欠陥２４０の推定される発生要因を説明する。図３（ａ）〜（ｄ）において説明したように、ゲート膜２３０の欠落不良は、レジスト膜の塗布不良に起因していると考えられる。そして、レジスト膜の塗布不良は、ノズル４０と基板表面との距離Ｌの最大値Ｌ_２と最小値Ｌ_１との差が、２０μｍより大きいときに発生し易くなることを見出した。

その発生原因について考えてみると、ディスプレイ用ガラス基板２２０側の要因としては、凹み、板厚分布、端部形状が考えられる。また、レジスト塗布装置側の要因としては、目詰まり、ノズル反り等が考えられる。これらの要因のうち、図３（ａ）〜（ｄ）において説明したように、ディスプレイ用ガラス基板２２０の端部形状というのは、大きな要因となり得る。実際、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲で、２０μｍ以上の高低差Ｖがあったときに、図３（ａ）〜（ｄ）において説明したレジスト６０の欠落部６１が発生し易くなることを見出した。ディスプレイ用ガラス基板２２０の形状の内、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲の形状が特に重要である。基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲でレジスト６０の欠落部６１が発生しなければ、ガラス中央部にレジストを塗布する工程においてレジスト膜の塗布不良が発生することはないからである。

よって、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０においては、基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲の基板端部領域２１において、基板表面の高低差Ｖを１５μｍ以下とすることにより、レジスト膜に欠落が発生する現象を防止している。

図４は、実施形態１の実施例に係るディスプレイ用ガラス基板２０ａの基板端部領域２１の断面構成例を示した図である。図４は、基板端部領域２１において、基板内側端Ｅ_２よりも外側の基板表面の高さが、総て基板内側端Ｅ_２よりも高いか又は低いかのいずれかである態様の種々の実施例を示している。図４において、実施形態１の実施例に係るディスプレイ用ガラス基板２０ａの基板端部領域２１が示されているが、基板端部領域２１は、面取り部２２を除いた基板端Ｅ_０から１〜３０ｍｍの範囲であることは、図１と同様である。なお、面取り部２２の形状は、本発明とは直接的な関係は無いため、図４においては、面取り部２２を省略し、左端を基板端部領域２１の外側端Ｅ_１として示している。図４において、Ｐ〜Ｔの５態様の基板端部領域の断面形状の例が示されている。また、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２を０レベルの水平基準Ｆとしたときに、外側端Ｅ_１において、内側端Ｅ_２よりも１５μｍ低い点がＤ、内側端Ｅ_２よりも１５μｍ高い点がＨで示されている。

Ｐに示す基板表面の断面形状は、図１において説明したのと同様に、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２から外側端Ｅ_１の方に向かって基板表面が下降している形状である。Ｐに示す断面形状の基板端部領域２１における下降量は、外側端Ｅ_１において、Ｄ点よりも高い位置にあるので、１５μｍよりも小さい下降量である。同様に、Ｑに示す断面形状も、内側端Ｅ_２よりも、外側端Ｅ_１においては下降しているが、その下降量は、曲線Ｐよりも低く、更に平坦度が高くなった形状となっている。

Ｒに示す基板表面の断面形状は、外側端Ｅ_１と内側端Ｅ_２とが、ともに水平基準Ｆとなった場合を示している。ディスプレイ用ガラス基板２０ａは、表面は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板として問題の無いレベルで平坦であるが、ミクロンオーダーに拡大すると、図４に示すように、若干の起伏が存在する場合がある。よって、Ｒに示す基板表面の断面形状のように、外側端Ｅ_１が内側端Ｅ_２と同じ高さであっても、若干の高低差は存在する場合がある。図４においては、基板端部領域２１は、全体として、水平基準Ｆよりもやや高い断面形状となっている。

Ｓに示す基板表面の断面形状は、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２と比較して、外側端Ｅ_１の基板表面の高さが高い断面形状となっている。このように、基板端部領域２１の断面形状は、外側端Ｅ_１が内側端Ｅ_２よりも低くなる場合だけではなく、外側端Ｅ_１が内側端Ｅ_２よりも高くなる場合もあり得る。Ｔに示す基板表面の断面形状も、Ｓと同様に、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２の基板表面よりも、外側端Ｅ_１の基板表面が高い断面形状となっている。Ｔに示す断面形状の方が、Ｓに示す断面形状よりも、全体が高くなっている。しかしながら、Ｔに示す断面形状も、Ｈ点よりは低いので、基板端部領域２１における高低差は、１５μｍよりも小さくなっている。

このように、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０ａは、基板端部領域２１において、高低差が１５μｍ以下であれば、種々の断面形状を採り得る。そして、いずれの形状においても、レジスト塗布工程における欠落不良を低減させ、その後のゲート膜２３０等の成膜工程において、欠落不良の無い成膜を行うことができる。

〔実施形態２〕
図５は、実施形態２に係るディスプレイ用ガラス基板２０ｂの基板端部領域２１の断面構成例を示した図である。図５は、基板端部領域２１において、水平基準Ｆよりも高い部分と低い部分の双方が含まれる断面形状を有するディスプレイ用ガラス基板２０ｂの例を示している。図５において、Ｕに示す基板表面の断面形状は、基板端部領域２１の内側端Ｅ_２から外側端Ｅ_１に向かって、傾斜が一旦上昇してから下降し、最終的には外側端Ｅ_１で水平基準Ｆよりも低い形状となっている。この場合、基板端部領域２１における高低差は、最高点と最低点の差のＶ_１となるが、Ｖ_１が１５μｍ以下であれば、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０ｂに含まれる。

また、Ｗに示す基板表面の断面形状は、基板端部領域２１の内側端Ｅ_１から一旦傾斜が下降し、再び上昇して、外側端Ｅ_１においては、水平基準Ｆよりも高くなっている。この場合においても、最高点と最低点の差Ｖ_２は、１５μｍ以下であるので、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０ｂに含まれる。

このように、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂは、外側端Ｅ_１から３０ｍｍの基板端部領域２１において、高低差が１５μｍであれば、種々の形状をとることができる。また、いずれの形状においても、レジストの塗布不良の発生を低減させ、その後の成膜工程における成膜不良を低減させることができる。

次に、図６〜図９を用いて、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法の一例について説明する。

図６は、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法に用いるガラス板製造装置１５０の一例を示した側面図である。図６において、ガラス板製造装置１５０は、タンク窯７０と、メタルバス８０と、レヤー１３０とを備える。タンク窯７０は、溶融ガラス１０を貯留する。また、メタルバス８０は、溶融金属の溶融スズ９０を貯留しており、上部の空間に、ヒータ１００を備える。レヤー１３０は、ローラコンベア１４０を備えている。

タンク窯７０に貯留された溶融ガラス１０は、メタルバス８０に流し込まれ、溶融スズ９０上を広がり、ほぼ平衡厚さに達する。溶融スズ９０上に広げられた溶融ガラス１０は、レヤー１３０の方向に引っ張られ、少し引き伸ばされながら、メタルバス８０の下流方向に、一定幅の帯状のガラスリボン１１となって、溶融スズ９０の浴面を進行する。

図７は、図６に示したガラス板製造装置１５０のメタルバス８０及びレヤー１３０の平面図である。図７において、メタルバス８０の両側に、複数の縁ロール１２０が備えられている。縁ロール１２０は、回転軸１２１により、ガラスリボン１１を横幅方向に広げるように、矢印の方向に回転する。ガラスリボン１１は、縁ロール１２０により、横幅方向に広げられ、ヒータ１００（図６参照）により加熱されながら下流方向に進行し、メタルバス８０の出口部８１に達するまでの間に、ローラコンベア１４０に接触しても変形しない程度の温度まで冷却される。

メタルバス８０の出口部８１まで到達したガラスリボン１１は、出口部８１付近で若干量持ち上げられ、レヤー１３０内に進入する（図６参照）。そして、板ガラス１２は、複数のローラコンベア１４０で搬送される過程で冷却され、最終的に室温まで冷却され、板ガラス１２が製造される。

以上が、板ガラス１２の製造までの全体の工程であり、次いで、板ガラス１２を切断することにより、ディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂが製造される。ここで、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法においては、ガラスリボン１１が、縁ロール１２０により横幅方向に拡大されながらメタルバス８０を進行する際に、ガラスリボン１１の横幅方向において、両端が厚くなるような処理が行われる。

図８は、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法のメタルバス８０における加熱処理の一例を説明するための図である。図８（ａ）は、メタルバス８０の上方に設置されたヒータ１００の区画例を示した図である。図８（ａ）において、ヒータ１００は、メタルバス８０の領域を進行方向及び横幅方向にカバーするように、格子状に区画され、割り当てられる。区画毎に、異なる加熱温度を加えることにより、ガラスリボン１１の厚さを、区画領域に応じて異ならせる制御を行うことができる。また、レヤー１３０でガラスリボン１１をある程度の硬さを有する状態に冷却することができるようになっている。

図８（ｂ）は、ヒータ１００の温度によるガラスリボン１１の厚さ制御の一例を説明するための図である。図８（ｂ）において、各区画におけるヒータ１００の出力の電気エネルギー（単位：ｋＷ／ｍ^２）の密度（以下、出力密度と記載する）が示されている。メタルバス８０は、大きく分けて上流側８２と下流側８３とに区画される。上流側８２においては、横幅方向の両端部のヒータ１００の出力が、中央部の出力よりも大きな値となっている。つまり、進行方向３番目の横幅方向のヒータ列においては、中央部の出力密度が１３ｋＷ／ｍ^２であるのに対し、両端部の出力密度は３５ｋＷ／ｍ^２となっており、両端部の出力密度の方が中央部よりも大きくなっている。同様に、進行方向４番目の横幅方向のヒータ列については、中央部の出力密度が１７ｋＷ／ｍ^２であるのに対し、両端部が３３ｋＷ／ｍ^２、進行方向５番目のヒータ列については、中央部が１５ｋＷ／ｍ^２であるのに対し、両端部が３３ｋＷ／ｍ^２となっている。進行方向１番目および２番目の横幅方向のヒータ列の出力密度も同様である。

逆に、下流側８３においては、横幅方向の中央部のヒータ１００の出力が、両端部の出力よりも大きな値となっている。つまり、進行方向６番目の横幅方向にヒータ列においては、両端部の出力密度が１１ｋＷ／ｍ^２であるのに対し、中央部の出力密度は２６ｋＷ／ｍ^２であり、中央部のヒータ１００の出力密度の方が、両端部のヒータ１００の出力密度よりも高くなっている。同様に、進行方向７番目の横幅方向のヒータ列においても、両端部の出力密度が８ｋＷ／ｍ^２であるのに対し、中央部の出力密度は２１ｋＷ／ｍ^２であり、中央部のヒータ１００の出力密度の方が、両端部のヒータ１００の出力密度よりも大きくなっている。

このように、上流側８２の第１の加熱工程では、端部のヒータ１００の加熱温度を中央部のヒータ１００よりも高くし、下流側８３の第２の加熱工程では、端部のヒータ１００の加熱温度を中央部のヒータ１００よりも低くすることにより、ガラスリボン１１の両側が中央部よりも厚くなる形状のガラスリボン１１を成形することができる。

なお、上流側８２と下流側８３は、図８（ｂ）においては、上流側８２が進行方向についてヒータ１００の５区画分、下流側８３が進行方向についてヒータ１００の２区画分となっているが、これらは、ガラスリボン１１の性質や製造する板ガラス１２の性質に応じて、適宜変更してよい。例えば、上流側８２を進行方向に４区画分、下流側８３を進行方向に３区画分としてもよい。

また、上流側８２の第１の加熱工程と下流側８３の第２の加熱工程との境界は、ガラスリボン１１の粘性に応じて定めてもよい。例えば、ガラスリボン１１の粘度が、１０^４．５〜１０^６．４ポアズの範囲となったときに、上流側８２と下流側８３が切り替わり、ヒータ分布の端部と中央部が逆転するような設定としてもよい。例えば、液晶用の無アルカリガラスの場合には、粘度が１０^５．３〜１０^６．４ポアズのときには、ガラスリボン１１の温度が１１７０℃程度となる。このように、粘度に対応したガラスリボン１１の温度が既知の場合には、ガラスリボン１１の温度を基準としてメタルバス８０におけるヒータ１００の上流側８２と下流側８３とを設定するようにしてもよい。

この後、図６及び図７を用いて説明したように、横幅方向に切断すれば、両端部が厚くなり、基板端部領域２１において高低差の少ない、特に、下降するような断面形状を含まない、レジスト塗布を適切に行うことができるディスプレイ用ガラス基板を製造することができる。

図９は、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法を、模式的に示した図である。図９（ａ）は、メタルバス８０におけるガラスリボン１１の成形工程を示した図である。図９（ａ）に示すように、メタルバス８０に流し込まれたガラスリボン１１が、縁ロール１２０を用いて横幅方向に広げられながらメタルバス８０を進行している。

図９（ｂ）は、耳除去前の板ガラス１２の切断工程の一例を示した図である。図９（ｂ）において、耳除去前の板ガラス１２の断面構成の一例が示されているが、板ガラス１２の横幅方向の端部は、耳１３として切断削除される。そして、中央部分が、耳除去後の板ガラス１４として利用され、最終的に、ディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂとして利用される。ここで、図８において説明したように、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法によれば、耳除去前の板ガラス１２の両端部が十分な厚さを有して成形されているので、耳１３を切断削除しても、切断して残された耳除去後の板ガラス１４の端部は、十分な厚さを確保することができる。これにより、実施形態１において説明したように、レジスト６０の塗布を適切に行い、成膜を確実に行うことが可能なディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造することができる。

このように、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法によれば、最初に成形する耳除去前の板ガラス１２を、両端部が厚い形状に成形することにより、成膜工程を確実に行うことができるディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造することができる。

図１０は、図６〜図９とは異なる、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法の一例について説明するための図である。

本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法においては、一般的なディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法を適用してよい。しかしながら、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法においては、レーザ変位計１６０、１６１、１６２で板ガラス１２ａ、１４ａの表面形状を認識し、両端が厚くなるように板ガラス１２ａ、１４ａを切断することにより、基板端部領域２１において高低差が１５μｍ以下のディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造する。

以下、具体的にその内容を説明する。図１０において、ガラスがレヤー１３０を出てほぼ室温となった位置にレーザ変位計１６０が設置されている。また、レーザ変位計１６０より下流には、カッター１７０が設けられている。また、レヤー１３０を出た後の本線下流には、ブランチ８４、８５が設けられる。各ブランチ８４、８５には、レーザ変位計１６１、１６２が各々設けられてよい。なお、レヤー１３０を出た後のガラスリボン１１は、ガラス流れ方向に垂直な方向に切断され、耳除去前の板ガラス１２ａとなるが、図１０においては、その工程は省略されており、耳除去前の板ガラス１２ａが本線を流れている状態から内容を説明する。

レーザ変位計１６０は、耳除去前の板ガラス１２ａの厚さを測定する計測手段である。本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法においては、耳除去前の板ガラス１２からディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造するため、一般的なフロート法によるディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法を実行しつつ、レーザ変位計１６０を用いて、耳除去前の板ガラス１２ａの変位測定を行う。図１０においては、耳除去前の板ガラス１２ａがＸ−Ｘ'断面を通過するときに、レーザ変位計１６０が横幅方向に移動し、耳除去前の板ガラス１２ａの厚さを測定している。

図１１は、耳除去前の板ガラス１２ａの板厚を、レーザ変位計１６０により、測定している状態を示した図である。図１１において、耳除去前の板ガラス１２ａ上にレーザ変位計１６０が設置されている。レーザ変位計１６０は、耳除去前の板ガラス１２ａの厚さを測定することができ、耳除去前の板ガラス１２ａの厚さ分布を認識できる手段であれば、種々の構成の装置を用いることができる。図１１に示すように、レーザ変位計１６０は、レーザを耳除去前の板ガラス１２ａに照射し、その反射光を検出することにより、耳除去前の板ガラス１２ａの板厚を測定する。そして、レーザ変位計１６０が、耳除去前の板ガラス１２ａの横幅方向に移動することにより、横幅方向における板厚を測定することができ、横幅方向の耳除去前の板ガラス１２ａの表面の高低差を認識することができる。

図１２は、レーザ変位計１６０によって計測された耳除去前の板ガラス１２ａの表面形状の横幅方向における断面構成の一例を示した図である。図１２において、耳除去前の板ガラス１２ａが、ミクロンオーダーで表面に凹凸を有している。ここで、耳除去前の板ガラス１２ａの表面が高くなった部分、つまり厚くなった部分が両端となるように耳除去前の板ガラス１２ａを切断すれば、基板端部領域２１において、高低差が１５μｍ以下となるような形状とすることができる。図１２においては、耳除去前の板ガラス１２ａをＸ_０、Ｘ_０'で切断し、耳１３ａを切断削除し、耳除去後の板ガラス１４ａを製造している。Ｘ_０、Ｘ_０'においては、耳除去前の板ガラス１２ａ自体の横幅方向断面形状の両端の、大きく下降して傾斜した部分から内側に入って、上昇した傾斜の頂上付近が切断位置として選択されている。このようにして、最終的に本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造することができる。

なお、耳除去前の板ガラス１２ａの切断は、最初にカッター１７０で切断箇所に切り込みが形成され、その後、耳除去前の板ガラス１２ａを形成された切り込みで折り曲げることにより行われてよい。

また、図１２においては、中央部のＸ_１においても、カッター１７０による切断がなされている。これは、横幅方向に２枚のディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造するために、中央部のＸ_１において、耳除去後の板ガラス１４ａを切断しているためである。この場合においても、図１２に示すように、耳除去後の板ガラス１４ａの表面形状の、隆起して高い位置Ｘ_１を選択して切断する。このようにすれば、切断されて生じる２枚のディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの基板端部領域２１を平坦にすることができ、高低差が１５μｍ以下にすることができる。なお、中央部のＸ_１の切断は、本線ではなく、ブランチ８４、８５で行われる。この点は、後述する。

中央線のＸ_１が適切な位置になく、所望のサイズのディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂが採取出来ない場合は、採取するディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂのサイズを小さくして、図１３のようにそれらのディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを採取できる耳除去前の板ガラス１２ａの表面が高くなった部分Ｘ_０、Ｘ_０'、Ｘ_２およびＸ_２'を選択する。ついで耳除去前の板ガラス１２ａをＸ_０、Ｘ_０'、Ｘ_２およびＸ_２'で切断する。このようにすれば、切断されて生じる３枚のディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの基板端部領域２１を平坦にすることができ、高低差を１５μｍ以下にすることができる。

このように、レーザ変位計１６０を用いて、耳除去前の板ガラス１２ａの横幅方向における表面形状を認識し、基板端部領域２１の高低差が小さくなるように、耳除去前の板ガラス１２ａの隆起した位置で両端を切り落とすように切断加工すれば、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを製造することができる。

図１０に戻る。本線のカッター１７０により、両耳１３ａを切断されたガラスリボン１１ａは、ブランチ８４に導かれ、変位計１６１により、耳除去後の板ガラス１４ａの中央部Ｘ_１付近で、再びＹ−Ｙ'の方向に板厚が測定される。これにより、耳除去後の板ガラス１４ａの中央部Ｘ_１付近の板厚を測定することができる。測定後は、図１２において説明したように、板厚の十分に厚い部分で、耳除去後の板ガラス１４ａを２枚に切断する。

また、耳除去後の板ガラス１４ａの２枚の切断を効率的に行う場合には、更にブランチ８５を設け、両耳１３ａが切断された耳除去後の板ガラス１４ａを、ブランチ８４と並行して２枚に切断するようにする。なお、ブランチ８４、８５の設定は任意であり、耳除去後の板ガラス１４ａを２枚に切断する場合に、必要に応じて設けられてよい。また、耳除去後の板ガラス１４ａを２枚に切断する場合であっても、スループットを問題にしなければ、ブランチ８４、８５は、いずれか一方のみ設けるようにしてよい。また、逆に、もっと多くのブランチ８４、８５を設けて、スループットを更に高めるようにしてもよい。

このように、本実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂの製造方法によれば、温度制御等を行うことなく、レーザ変位計１６０を利用して、実施形態１に係るディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂを容易に製造することができる。

なお、ディスプレイ用ガラス基板２０、２０ａ、２０ｂには、図１において説明したように、必要に応じて面取り部２２を形成するようにしてもよい。
また、切断されたディスプレイ用ガラス基板に研磨処理を行い、ディスプレイ用ガラス基板表面の微細な欠陥を取り除いてもよい。
研磨処理とは一般に、研磨パッドと呼ばれる発泡ウレタン材をガラスに押し当てディスプレイ用ガラス基板と研磨パッドの相対運動させることによりガラスの表面をスラリー状の酸化セリウムを用いて磨く工程である。
研磨パッドはディスプレイ用ガラス基板と比較して柔らかいく変形し易いため、ディスプレイ用ガラス基板のエッジ部分が中央部に比べて研磨されやすく、基板端部領域２１において高低差が生じることがある。
高低差を少なくするには、研磨パッドを中央部が外周部に対して凸形状となるようにツルーイングしたり、加圧時に研磨パッドの中央部の圧力をパッドの外周部に比べて高くしたり、ガラス基板と研磨パッドの相対運動量をガラスの中央部に比べ外周部の方が小さくする。
切断後の基板端部領域２１において高低差が１５μｍ以下とならない場合は、ガラス基板にラッピング処理を実施して高低差を改善してもよい。ラッピング処理とは一般に溝加工を施した平坦な鋳鉄の定盤に比較的低圧でガラス基板を押しつけ、ガラス基板と定盤の相対運動させることにより、スラリー状の酸化鉄や酸化アルミナなどを用いてガラス基板表面を加工する工程である。
研磨処理と異なり、ラッピング処理では定盤がガラス基板に比べて硬いので、定盤の平坦度がガラス基板に転写される。そのため基板端部領域２１における高低差を改善することが可能になる。ただし、研磨と比較してガラス基板の表面に傷がつくのでラッピング処理後に研磨処理が必要となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００９年１０月２６日出願の日本特許出願（特願２００９-２４５９３８）ならびに２０１０年３月１日出願の日本特許出願（特願２０１０-０４４５１５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明は、液晶パネルやプラズマディスプレイパネル等のフラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板に利用することができる。

１０…溶融ガラス
１１、１１ａ…ガラスリボン
１２…板ガラス
２０、２０ａ、２０ｂ…ディスプレイ用ガラス基板
２１…基板端部領域
２２…面取り部
３０…ステージ
４０…ノズル
５０…センサー
６０…レジスト
７０…タンク窯
８０…メタルバス
８１…出口部
８２…上流側
８３…下流側
８４、８５…ブランチ
９０…溶融スズ
１００…ヒータ
１２０…縁ロール
１２１…回転軸
１３０…レヤー
１４０…ローラコンベア
１５０…ガラス板製造装置
１６０、１６１、１６２…レーザ変位計
１７０…カッター

Claims (6)

1. ２つの主面と４つの端面からなるフラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板であって、
   一の主面を水平に載置した場合において、少なくとも一方の主面の基板端から内側に向かう１〜３０ｍｍの基板端部領域で、高低差が１５μｍ以下であることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。
2. 前記基板端部領域は、成膜面側の基板端部領域であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ガラス基板。
3. フラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、
   溶融ガラスを溶融金属の浴面に連続的に供給し、該浴面を進行するガラスリボンを成形するとともに、該ガラスリボンの横幅方向の中央部の温度よりも、端部の温度を高くして加熱する第１の加熱工程と、
   前記ガラスリボンを進行方向に進行させるとともに、前記ガラスリボンの端部の温度よりも、中央部の温度を高くして加熱する第２の加熱工程と、
   冷却した前記ガラスリボンを、前記横幅方向で切断する工程と、を含むことを特徴とするディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
4. 前記溶融ガラスの粘性が１０^４．５〜１０^６．４ポアズの範囲のときに、前記第１の加熱工程から前記第２の加熱工程に切り替えることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
5. フラットパネルディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、
   溶融ガラスを溶融金属の浴面に連続的に供給し、該浴面を進行するガラスリボンを成形する工程と、
   前記ガラスリボンの横幅方向の板厚分布を測定する工程と、
   前記板厚分布に基づいて、板厚の厚くなっている部分が端部となるように、進行方向に沿って前記ガラスリボンを切断する工程と、を有することを特徴とするディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
6. 前記板厚分布を測定する工程は、前記ガラスリボンの進行中に、レーザ変位計を用いて行うことを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。

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